天体写真撮影マニュアル

おがちゃんまんの趣味で天文
おがちゃんまんの
天体写真撮影マニュアル
2015/1/27 改訂
おがちゃんまん
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おがちゃんまんの趣味で天文
目　次
目　次
はじめに
第一部　天体撮影
１－１．
１－２．
１－３．
１－４．
月面撮影
太陽撮影
惑星撮影
星雲・星団・彗星撮影
第二部　撮影法の原理
２－１．
２－２．
２－３．
２－４．
２－５．
直接焦点撮影
エクステンダー・レンズを用いた撮影
コリメート撮影
リレー・レンズを用いた撮影
レデューサー・レンズを用いた撮影
付録
付録１．合成焦点距離(ｺﾘﾒｰﾄ)
付録２．合成焦点距離(ﾘﾚｰﾚﾝｽﾞ)
付録３．リレーレンズと撮像面間距離
付録４．太陽適正露出表
付録５．凸レンズによる像の位置と大きさ（１）
付録６．凸レンズによる像の位置と大きさ（２）
参考資料
(1) シグマベスト
中学理科の精解と資料
(2) 天体写真マニュアル　月刊天文編集部編
(3) 天体写真テクニック天文ガイド編
(4) チロの天文シリーズ　藤井旭の天体写真入門
文英堂
地人書館　誠文堂新光社
誠文堂新光社
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はじめに
天体を撮影する方法にはいろいろあり、それぞれに特徴があることから撮影する対象によって撮影方法
を選択することになります。私が所有している機器構成においては以下のような選択を基本にしています。
撮影法　天体
直接焦点撮影
月面
太陽
惑星
○
（惑星接近）
エクステンダー・レンズを用いた撮影
（テレコンバーター）
コリメート撮影
リレー・レンズを用いた撮影
星雲・星団・彗星
○
◎
（全体）
◎
（全体）
○
（部分拡大）
○
（部分拡大）
○
◎
（部分拡大）
◎
（部分拡大）
◎
レデューサー・レンズを用いた撮影
◎
このマニュアルは二部構成になっており、第一部では、天体をどのような撮影法で撮るかについて私が所有
している撮影機材をベースに記載しています。第二部では、各撮影法の原理について光学的解説をしています。
本来であれば学問的見地から厳格な記載をすべきではありますが、筆者にはその知識が不十分であるため
このマニュアル全体を通して実用的かつ簡易的な説明となっていることをご了承願います。
私が所有している望遠鏡機材は購入後30年ほど経っており、昨今のデジタル対応ではありませんが、おうねん
の名機と呼べるもので現在でも特に問題なく使用出来ています。以下に所有機材を記載します。
機材
鏡筒
メーカー
タカハシ
製品名・備考
FC-76
（二枚玉ﾌﾛｰﾗｲﾄ・ｱﾎﾟｸﾛﾏｰﾄ屈折望遠鏡）
有効径： 76mm
焦点距離： 600mm
赤道儀
アイピース
レデューサー
タカハシ
タカハシ
タカハシ
タカハシ
タカハシ
ビクセン
不明
不明
タカハシ
エクステンダー
タカハシ
分解能： 1.53秒
口径比： 1 : 7.9
EM-1
Or40mm
Or18mm
45° 24.5mm
Or7mm
40° 24.5mm
Hi-Or4mm
24.5mm
LV9mm
46°
H.M20mm
24.5mm
H.M15mm
24.5mm
FOR FC-76 REDUCER F5.9
極限等級： 11.2等
集光力： 120倍
（眼視・撮影用）
（眼視・撮影用）
（眼視・撮影用）
（眼視・撮影用）
（眼視・撮影用）
(太陽投影用）
(太陽投影用）
(FC-76の焦点距離が450mmになる)
VARI-EXTENDER
バリチューブ
暗視野ガイドアダプター
ビクセン
フィルター
ケンコー
ケンコー
タカハシ
ケンコー
タカハシ
タカハシ
？
ケンコー
ビクセン
ニコン
ニコン
キャノン
太陽投影版
カメラ
1.6倍
1個使用で 2.1倍
2個使用で 2.5倍
3個使用で 3.0倍
GA-3
（LR44ボタン電池　x2）
（3倍バローレンズ）
ND400 77mm
（減光用）
ND400 52mm
（減光用）
ND400 30.5mm
（減光用）
ND16 52mm
（減光用）
ND2
30.5mm
（減光用）
Y48
30.5mm
？
（光害カットフィルター）
PRO SOFTON　A ワイド（恒星像ニジミ用）
投影板直径 20.5mm
D70s
(デジタル一眼）
Coolpix 995
(ｺﾝﾊﾟｸﾄﾃﾞｼﾞｶﾒ、ｺﾘﾒｰﾄ撮影用）
EOS Kiss Digital X5
(デジタル一眼）
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第一部天体撮影
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１－１．月面撮影
月面をどの程度拡大して撮影するかによって３通りの方法から選択します。
ピントはカメラのファインダーを直接覗いて合わせる方法もありますが、最近の一眼レフカメラ
ではライブビュー機能が付いていますので惑星や明るい星へ向けて像がもっとも小さく
シャープに見える位置で固定します。
（１）エクステンダー（テレコンバータ）方式
FC76で月面全体を撮影する場合にほど良い拡大率が得られる方法です。
[特徴]
・エクステンダーレンズで対物レンズの焦点距離を引き延ばします（アイピースは不使用）
・一眼レフ・カメラボディー使用
・FC76では合成焦点距離1,800mmまで
FC76
一眼カメラ
ボディー
・・・
L1
X1
X3
A1
L1　エクステンダーレンズ(1.6倍）
X1～3　バリ・チューブ(１個使用で2.1倍、2個使用で2.5倍、3個使用で3.0倍)
A1　Tリング
（２）コリメート方式（付録１参照）
月面を拡大撮影する場合に使用します。
[特徴]
・アイピース使用
・カメラアダプター(BORG DX-1）使用
・二眼レフ・カメラ使用
・FC76では、
エクステンダーレンズを併用しない場合、合成焦点距離　4,800mmまで。
エクステンダーレンズを併用する場合、合成焦点距離　14,400mmまで。
FC76
FC76
二眼カメラ一眼カメラ
A3
P2
A3　P2　アトム・カメラアダプター(DX-1)
アイピース
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１－１．月面撮影
（３）リレー・レンズ方式（付録２参照）
月面を更に強拡大撮影する場合に利用します。
[特徴]
・アイピースで像を拡大
・カメラアダプター(Vixen 36.4mm　NSTアダプター）使用。
・一眼レフ・カメラボディー使用
・FC76では合成焦点距離28,000mmまで
FC76
FC76
A2
X1
P1
A2　P1　X1～3　A1　一眼カメラ
ボディー
・・・
カメラアダプター(Vixen 36.4mm　NSTアダプター)
高橋アイピース(Or 18mm,7mm,4mm)
バリ・チューブ
Tリング
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X3
A1
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１－２．太陽面撮影
太陽面撮影で最も重要なことは、いかにして強烈な熱と光の影響を回避するかです。
以下の説明では、太陽光が光学系に入る前にND400フィルター（下図記号ではF1)を、また対物レンズを通過した後に
二枚目のND400フィルター(記号F2)を、更に必要に応じてND2フィルター(記号F3）を入れて、露出倍数を16万～32万倍
にまで減光しています。
次に、意外と重要なこととして望遠鏡をどのようにして太陽へ向けるかです。夜においてはファインダーを使って
天体をおおまかに導入するわけですが、太陽ではファインダーを覗くことは禁止です。ファインダーへ太陽光が入らない
ように通常はキャップをかぶせておきます。安全かつ簡単な方法としては望遠鏡機材の影を利用することです。
ファインダーや鏡筒の影が最も小さくなる方向が太陽の向きになります。この方法で以外と簡単に望遠鏡視野内に
太陽を導入できます。　次に重要なことは、太陽面のピント合わせです。一つの方法はカメラのファインダーを覗いて合わせる方法ですが、
この方法では短時間ですませるべきです。もう一つの方法は最近の一眼レフカメラのライブビュー機能を使う方法
ですが昼間の明るさのためモニターのコントラストが悪く、実際のところなかなか難しいと思います。
撮影では、どの程度拡大するかを考慮して以下の３通りの方法から選択します。
（１）エクステンダー（テレコンバータ）方式
太陽は月とほぼ同じ視直径であるため太陽全体を撮影する場合にほど良い拡大率が得られます。
[特徴]
・エクステンダーレンズで対物レンズの焦点距離を引き延ばします（アイピースは不使用）
・一眼レフ・カメラボディー使用
・FC76では合成焦点距離1,800mmまで
FC76
・・・
F2 F3 L1
F1
F1
F2
F3
L1
X1～3　A1
X1
一眼カメラ
ボディー
X3
A1
ND400フィルター
ND400フィルター
ND2フィルター
エクステンダーレンズ(1.6倍）
バリ・チューブ(１個使用で2.1倍、2個使用で2.5倍、3個使用で3.0倍)
Tリング
（２）コリメート方式（付録１参照）
太陽面を拡大撮影する場合に使用します。
[特徴]
・アイピース使用
・カメラアダプター(BORG DX-1）使用
・二眼レフ・カメラ使用
・FC76では、
エクステンダーレンズを併用しない場合、合成焦点距離　4,800mmまで。
エクステンダーレンズを併用する場合、合成焦点距離　14,400mmまで。
FC76
FC76
二眼カメラ
FC76
F2
A3
F1
F1
F2　ND400フィルター
ND400フィルター(52mm)
A3　P2　カメラアダプター(BORG DX-1)
アイピース
P2
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一眼カメラ
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１－２．太陽面撮影
（３）リレー・レンズ方式（付録２参照）
太陽面を強拡大撮影する場合に使用します。
[特徴]
・アイピースで太陽像を拡大
・カメラアダプター(Vixen 36.4mm　NSTアダプター）使用。
・一眼レフ・カメラボディー使用
・FC76では合成焦点距離28,000mmまで
FC76
FC76
一眼カメラ
・・・
F2
A2
F1
P1
F1
F2
ND400フィルター
ND400フィルター(52mm)
A2　P1　X1～3　A1　カメラアダプター(Vixen 36.4mm　NSTアダプター)
高橋アイピース(Or 18mm,7mm,4mm)
バリ・チューブ
Tリング
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X1
X3
一眼カメラ
ボディー
A1
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１－３．惑星撮影
（１）コリメート方式（付録１参照）
金星や火星、木星、土星を拡大撮影する場合に使用します。
[特徴]
・アイピース使用
・カメラアダプター(BORG DX-1）使用
・二眼レフ・カメラ使用
・FC76では、
エクステンダーレンズを併用しない場合、合成焦点距離　4,800mmまで。
エクステンダーレンズを併用する場合、合成焦点距離　14,400mmまで。
二眼カメラ
FC76
A3
P2
A3　P2　カメラアダプター(BORG　DX-1)
アイピース
（２）リレー・レンズ方式（付録２参照）
金星や火星、木星、土星を強拡大撮影する場合に使用します。
[特徴]
・アイピースで像を拡大
・カメラアダプター(Vixen 36.4mm　NSTアダプター）使用。
・一眼レフ・カメラボディー使用
・FC76では合成焦点距離28,000mmまで
FC76
A2
X1
P1
A2　P1　X1～3
A1　一眼カメラ
ボディー
・・・
カメラアダプター(Vixen 36.4mm　NSTアダプター)
高橋アイピース(Or 18mm,7mm,4mm)
バリ・チューブ
Tリング
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X3
A1
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１－４．星雲・星団・彗星撮影
（１）直焦点撮影法、またはレデューサーを用いた撮影法
オリオン大星雲やアンドロメダ銀河、プレアデス星団などを適度な画角で撮影できます。
また、彗星のコマを撮影する場合にま有用です。
[特徴]
・一眼レフ・カメラボディー使用
・星雲など暗い天体や、より短時間で撮影する場合にはレデューサーレンズを使用します
レデューサーレンズを使用する場合f=450mm(F5.9)、使用しない場合f=600mm(F7.9)、
・アイピースは不使用
一眼カメラ
ボディー
FC76
（ L1 ）
L1 レデューサー・レンズ(F7.9-->F5.9）
A1 Tリング
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A1
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第二部撮影法の原理
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２－１．直接焦点撮影法
[原理]
直焦点撮影または主焦点撮影ともいいます。
原理はいたってシンプルで、下図のように対物レンズによって出来る天体の像を直接カメラの
フィルム面に結ばせる方法です。
f
一眼カメラボディー
対物レンズ
そのため、カメラ本体に望遠鏡の鏡筒を取り付けます。このときアイピース（接眼レンズ）は
使用しません。
一眼カメラボディー
一眼カメラボディー
なぜ望遠鏡の鏡筒レンズをわざわざ使うのでしょう？　カメラ・レンズではいけないの
でしょうか？　天体望遠鏡の対物レンズは一般的に以下のような特徴があります。
・レンズ構成がシンプル
・焦点距離が長い
・単一焦点
・視野の周辺部において減光や歪が少ない
遠くから届くわずかな光を集め、天体を拡大し、暗い背景を均質に写し、そして星を点として結ば
せることが使命であることを考えれば天体望遠鏡の対物レンズを使うことに納得がいくと思います。
ただし、カメラ・レンズでお望みの倍率が得られ、周辺減光などの問題がなければ全然問題あり
ません。むしろレンズの明るさ（F値）などはカメラ・レンズのほうが有利かもしれません。
このように、直接焦点撮影は光学系がシンプルであるため撮影しやすく、安定した像を得ることが
出来るのです。基本的に撮影倍率や露出時間は、主鏡（対物レンズ）の焦点距離やF値に依存します。
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２－１．直接焦点撮影法
[像の大きさ]
次に、直接焦点撮影におけるフィルム面上での像の大きさについて説明します。
天体は無限遠にあるため、レンズの光軸からずれた点からの光は対物レンズのどの位置か
らみても斜めかつ並行に入射してくると考えることができます。また、天体の像はレンズの焦点
位置に倒立像を結びます。
f
焦点位置
θ
θ
フィルム面での大きさをLとする
対物レンズ
このとき、実像の大きさ：L は、対物レンズの焦点距離をf、天体の光軸からずれた点から出た光
の入射角をθ とすると以下の式で計算できます。
L = f ・ tan θ
対象が月および太陽の場合、視直径は約0.5°(30分角）なので、次の式から焦点距離の
約1/100となります。
L =　f　・ tan (0.5°) ≒ f /100
例えば、焦点距離600mmで月あるいは太陽を撮影する場合、像の大きさはおよそ6mm
となるため、Nikon D70s（デジタル一眼レフカメラ）などの撮像素子の大きさが23.7x15.6mmの
カメラでは丁度良い像サイズとなりますが、35mm判フィルムの場合には、フィルムサイズ
が36x24mmであるため、少し迫力に欠けるかもしれません。
[撮影対象の天体]
私が所有している高橋製作所製のFC76（口径76mm, 焦点距離600mm、F8)を使って
月や太陽、などを撮影にする場合にこの撮影方法を用いています。
ただし、太陽撮影の場合にはNDフィルターにより十分な減光を行う必要があります。
[望遠鏡とカメラの接続]
望遠鏡にカメラを接続するためには各カメラ・メーカーのマウントに合うTリングという
接続リングが必要です。望遠鏡ショップで1,000円前後で購入できます。
[ピント合わせ]
一眼レフカメラのファインダーを覗いてピントを合わせますが、私の場合、撮影対象に関係なく、
まず、天頂に近い星でピントを合わせてから撮影対象の天体へ鏡筒を向けます。太陽面を撮影
するときは黒点にピントを合わせます。
倒立虚像
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２－２．エクステンダー・レンズを用いた撮影法
[原理]
テレコンバーターまたはリアコンバーター方式とも呼ばれます。
凹レンズ系のレンズ（エクステンダー・レンズ）により、対物レンズの焦点距離を延ばすこと
で直接焦点撮影では倍率が少し足らないときに都合の良い撮影方法です。
ただし、F値は焦点距離を伸ばした分暗くなります。
f
対物レンズ
エクステンダー・レンズ
一眼レフカメラボディー
FC76にはメーカー純正のエクステンダー・レンズ（オプションのアクセサリー）があり、
対物レンズの焦点距離（600mm)を1.6倍（引伸ばし倍率といいます）、すなわち960mmへ
延ばすことが出来ます。
更にエクステンダー・レンズとカメラとの間に延長筒を１個、２個、３個と入れることで、
引伸ばし倍率をそれぞれ2.1倍、2.5倍、3.0倍とすることができます。
合成焦点距離は、対物レンズの焦点距離　に　エクステンダー・レンズの引伸ばし倍率　をかけた数値になり、　また、合成F値は、合成焦点距離　を　対物レンズの口径　で割った
値になります。
合成焦点距離(mm)　=　対物レンズの焦点距離(mm)　x　引伸ばし倍率
合成F値　=　合成焦点距離(mm) ÷　対物レンズの口径(mm)
FC76に純正エクステンダー・レンズを使用する場合の延長筒数による合成焦点距離と
合成F値は下表のようになります。
合成F値
延長筒の数
引伸ばし倍率（倍)
合成焦点距離(mm)
1.6
960
13
0
2.1
1260
17
1
2.5
1500
20
2
3.0
1800
24
3
（FC76+純正ｴｸｽﾃﾝﾀﾞｰﾚﾝｽﾞ使用の場合）
[撮影対象の天体]
私の場合、FC76（口径76mm, 焦点距離600mm、F8)と35mm版カメラを使って、月、太陽を
撮影する場合、直焦点撮影より数倍の拡大率が欲しい場合にこの撮影方法を用いています。
太陽撮影時の注意点はNDフィルターにより十分な減光を行うことです。
太陽投影板位置
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θ
対物レンズ
２－３．コリメート法による撮影
一眼カメラボディー
[原理]
レンズのついたカメラで望遠鏡を覗いて撮影する方法です。
f
fe
fc
アイピース
カメラ
対物レンズ
対物レンズ、アイピース、カメラの焦点距離をそれぞれf、fe、fcとすると
合成焦点距離(f1)は、カメラレンズの焦点距離（fc）に望遠鏡の倍率（f/fe）を掛けた値なります。
つまり、
合成焦点距離 f1 = fc ・ f/fe
合成F値は、上の合成焦点距離を対物レンズの口径で割った数値になります。
また、コリメート法は、人が望遠鏡を覗いて見ることと同じ原理といえます。つまり、目の
水晶体をカメラのレンズに、また網膜をフィルムに対応させて考えることができるからです。
f
fe
アイピース
対物レンズ
[撮影対象の天体]
私の場合、FC76（口径76mm, 焦点距離600mm、F8)を使って、金星、火星、木星、土星、月、
太陽を拡大撮影する場合にこの撮影方法を用いています。
（暗い惑星を撮るのには向かないようです）
ただし、太陽撮影の場合にはNDフィルターにより十分な減光を行います。
[ピント合わせ]
カメラを装着する前に望遠鏡を覗いてピント合わせたら、カメラを装着してオートフォーカス
機能でカメラのピントを合わせ直します。このとき被写体が小さかったり、暗い場合には
オートフォーカスでピントを合わせるのは難しくなるため、マニュアルでピントを合わせる
ことになります。
[露出]
被写体が月などの場合は、自動露出（Auto）でカメラ任せにするのが良いようです。
自動では適正露出が得られない場合は、マニュアル露出にして、絞り開放、シャッター速度は
何枚か撮影して適切と思われる速度の前後も撮影しておきます。
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θ
対物レンズ
２－３．コリメート法による撮影
一眼カメラボディー
[記録データ]
コリメート撮影法では撮影情報として以下を記録しておくのが良いでしょう。
（１）主鏡の焦点距離(mm)と有効口径(mm)　または　鏡筒名
（２）エクステンダーレンズ使用時はバリチューブの数　または　エクステンダーレンズに
よる拡大率
（３）アイピースの焦点距離(mm)
（４）カメラレンズの焦点距離(mm)　（EXIF情報からもわかる）
（５）カメラのISO感度
（６）露出時間
（７）撮影日時（EXIF情報からもわかる）
（８）撮影場所
（９）フォーカスモード（AF/MF)および露出モード（M/A/S/P)
（１０）など
（１）～（４）の情報から合成焦点距離および合成F値が計算できる。
・合成焦点距離(mm) = 望遠鏡の倍率 x カメラレンズの焦点距離(mm)
・合成F値 = 合成焦点距離 ÷ 主鏡の有効口径
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２－４．
リレー・レンズを用いた撮影法
フィルム面での大きさ：L
一眼カメラボディー
一眼カメラボディー
一眼カメラボディー
[原理]
この撮影方法は、対物レンズにより出来た像を、リレー・レンズ（通常、接眼レンズを使用）
で拡大し、フィルム面に再び結像する方法です。
a
f
f
b
fe
リレー・レンズ
一眼カメラボディー
対物レンズ
図2-4-1
この原理は太陽投影板に太陽の像を映すときと同じで、対物レンズによる倒立実像B'A'の
更に倒立実像A"B"を投影盤上に作ります。この像は倒立の倒立であるから正立実像になります。
aｆ
a
b
fe
正立実像
A''
B'
B''
A'
太陽投影板位置
リレー・レンズ
対物レンズ
図2-4-2
ここで、合成焦点距離の計算式を求めてみます。
合成焦点距離ｆ1　は、下記のように対物レンズの焦点距離 f にリレー・レンズの拡大率β を
かけた値で表すことができます。
f1 = β ・f
(4-1式)
なぜならば、「直焦点による撮影」のところで説明したとおり、焦点位置に結像する像の大きさと、
レンズの焦点距離は比例するため、リレー・レンズにより像が拡大した割合（拡大率β ）だけ
焦点距離が伸びたとみなすことができるからです。このときの見かけの焦点距離を合成焦点
距離といいます。
次に、下図のようにリレー・レンズのところだけに注目すると、三角形の相似の関係から拡大率
β は下記式で表せます。
β = b/a
(4-2式）
A''
a
b
fe
B'
A'
対物レンズによる像
F1
リレー・レンズ
図2-4-3
17/30
B''
フィルム上に結
んだリレー・レン
ズによる像
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２－４．
リレー・レンズを用いた撮影法
フィルム面での大きさ：L
一眼カメラボディー
一眼カメラボディー
一眼カメラボディー
中学校で習ったおなじみの下記関係式があることから
1/a + 1/b　= 1/fe
(4-3式）
(4-2式)の拡大率β は、
β = b/a　＝ b/fe - 1
(4-4式）
以上から、(4-1式）の合成焦点距離f1 は以下で計算されます。
合成焦点距離 f1 = （b/fe - 1）・f
(4-5式）
ここで、b はリレーレンズとフィルム面までの距離、feはリレーレンズの焦点距離、
f は対物レンズの焦点距離です。
(4-4式)から、天体を大きく拡大するにはb（リレーレンズとその像までの間隔）をより長く
すれば良いことになります。
なお参考資料(*1)によれば、b/feの値は同じでもbおよびfeの値が大きい組合せが
良いとされています。
さて、拡大率を大きくとるためにb（リレーレンズとその像までの間隔）を長くするには、
リレー・レンズの位置を光源側（図2-4-3で左側）へずらして対物レンズによる像へ
近づけることです。
リレー・レンズ法では、一般的に天体望遠鏡のドローチューブにリレー・レンズ
とカメラが固定されていますが（図2-4-4)、天体をさらに拡大撮影する場合には
リレー・レンズとカメラの間に延長筒を入れます。（図2-4-5)
このままでは結像位置がそのままで、カメラが図の右方向に移動しているため、像が
フィルム面で結ばないことになります。そこでドロー・チューブを送り込むとリレーレンズ
も一緒に移動するので対物レンズによる像とリレーレンズの間の距離が狭まり
適当な位置でフィルム面上に結像させることができます。（図2-4-6)
b
望遠鏡の鏡筒
リレー・レンズ
対物レンズ
望遠鏡のドローチューブ
カメラボディー
図2-4-4
b'
b
延長筒
図2-4-5
b'
fe
図2-4-6
18/30
延長筒
ドローチューブを送込んでフィル
ム面で結像させる
おがちゃんまんの趣味で天文
２－４．
リレー・レンズを用いた撮影法
フィルム面での大きさ：L
一眼カメラボディー
一眼カメラボディー
一眼カメラボディー
[撮影対象の天体]
私の場合、FC76（口径76mm, 焦点距離600mm、F8)を使って、主に月や惑星を強拡大して
撮影する場合にこの撮影方法を用いています。
(*1) 天体写真テクニック天文ガイド編
誠文堂新光社
19/30
P76
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２－５．レデューサー・レンズを用いた撮影法
フィルム面での大きさ：L
一眼カメラボディー
一眼カメラボディー
[原理]
この撮影方法では、凸レンズ系のレデューサー・レンズにより、対物レンズの焦点距離を
短くすることができます。
f
レデューサー・レンズ
対物レンズ
一眼レフカメラボディー
FC76にはメーカー純正のレデューサー・レンズ（オプションのアクセサリー）があり、
対物レンズの焦点距離600mmを450mm（合成焦点距離）に縮めることができます。
この場合、F値は7.9から5.9へと明るくなります。
[撮影対象の天体]
私の場合、FC76（口径76mm, 焦点距離600mm、F8)を使って、主に星雲、彗星など
をできるだけ小さなF値で（つまり露出時間を短く）撮影する場合にこの方法を用いています。
倒立虚像
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付録１．　コリメート法（ｴｸｽﾃﾝﾀﾞｰﾚﾝｽﾞ併用）における合成F値/合成焦点距離
■原理図
■以下に記載したデータは、私の天体撮影環境におけるデータです。
（１）二眼コンパクト・デジカメ
（２）カメラ・アダプター
（３）望遠鏡
：二眼コンパクトカメラ　Nikon CoolPix995
：ボーグ製DX-1
：高橋FC-76
mm
対物ﾚﾝｽﾞの焦点距離 =
600
mm
口径 =
76
（４）望遠鏡の焦点距離(mm) = 対物レンズの焦点距離(mm) x ｴｸｽﾃﾝﾀﾞｰﾚﾝｽﾞによる拡大率
（補足）ｴｸｽﾃﾝﾀﾞｰﾚﾝｽﾞおよび延長筒を使用して望遠鏡（対物レンズ）の焦点距離を引き延ばすことが
でき、引き延ばし倍率（拡大率）は延長筒の数によって以下のようになります。　ｴｸｽﾃﾝﾀﾞｰﾚﾝｽﾞ
1.6
倍
+延長筒1
2.1
倍
+延長筒2
2.5
倍
+延長筒3
3.0
倍
（５）望遠鏡の倍率
= 望遠鏡の焦点距離(mm) ÷　アイピースの焦点距離(mm)
（６）合成焦点距離(mm)
= 望遠鏡の倍率　ｘ　カメラの焦点距離(mm)
（７）合成F値
= 合成焦点距離(mm)　÷　望遠鏡の口径(mm)
（８）FC76 ｺﾘﾒｰﾄ撮影時の合成F値と合成焦点距離　一覧
カメラレンズの焦点距離8mm（ワイド端)の場合
ｴｸｽﾃﾝﾀﾞｰ
ｱｲﾋﾟｰｽの焦点距離(mm)
なし
延長筒0個
18
3.5
5.6
267
427
9
7.0
11.2
533
853
7
9.0
14.4
686
1,097
4
15.8
25.3
1,200
1,920
ｴｸｽﾃﾝﾀﾞｰあり
延長筒1個
延長筒2個
7.4
8.8
560
667
14.7
17.5
1,120
1,333
18.9
22.6
1,440
1,714
33.2
39.5
2,520
3,000
延長筒3個
11
800
21.1
1,600
27.1
2,057
47.4
3,600
カメラレンズの焦点距離32mm（テレ端)の場合
ｴｸｽﾃﾝﾀﾞｰ
ｱｲﾋﾟｰｽの焦点距離(mm)
なし
18
14.0
1,067
9
28.1
2,133
7
36
2,743
4
63
4,800
ｴｸｽﾃﾝﾀﾞｰあり
延長筒1個
延長筒2個
29.5
35.1
2,240
2,667
58.9
70.2
4,480
5,333
76
90.2
5,760
6,857
133
158
10,080
12,000
延長筒3個
42.1
3,200
84.2
6,400
108
8,229
189
14,400
延長筒0個
22.5
1,707
44.9
3,413
58
4,389
101
7,680
上段
下段
21/30
合成F値
合成焦点距離(mm)
おがちゃんまんの趣味で天文
付録２．　リレー・レンズ方式における拡大率/合成F値/合成焦点距離
■原理図
■以下に記載したデータは、私の天体撮影環境におけるデータです。
（１）一眼レフ・カメラ： Canon Kiss Degital X5、Nikon D70s、Nikon F501、OLYMPUS OM2
（２）カメラ・アダプター： Vixen NST 36.4mm
（３）望遠鏡：
高橋FC-76
焦点距離 f=600mm
口径 =76mm
（４）リレーレンズ（アイピース）の主点とフィルム面間の距離ｂ：　単位mm（実測値）
ﾊﾞﾘﾁｭｰﾌﾞ数
0
1
2
3
ｱｲﾋﾟｰｽの焦点距離(mm)
高橋Or18
高橋Or7
高橋Or4
74
86
71
114
126
111
154
166
151
（５）拡大率
= (　b ÷ アイピースの焦点距離　) -1
（６）合成焦点距離(mm) = 拡大率ｘ望遠鏡の焦点距離
（７）合成F値
= 合成焦点距離(mm)　÷　望遠鏡の口径(mm)
22/30
194
206
191
おがちゃんまんの趣味で天文
付録２．　リレー・レンズ方式における拡大率/合成F値/合成焦点距離
■FC76 ﾘﾚｰﾚﾝｽﾞ撮影時の拡大率、合成F値、合成焦点距離　一覧
0
1
ﾊﾞﾘﾁｭｰﾌﾞ数
3
2
ﾘﾚｰﾚﾝｽﾞの焦点距離(mm)
高橋Or 18mm
高橋Or 7mm
高橋Hi Or 4mm
3.1
25
1,800
11
90
6,600
17
133
10,000
6.7
54
4,000
17
135
10,000
27
210
16,000
上段
中段
下段
23/30
7.5
60
4,500
23
181
13,000
37
290
22,000
9.8
78
5,900
28
227
17,000
47
330
28,000
拡大率
合成F値
合成焦点距離(mm)
おがちゃんまんの趣味で天文
付録３．拡大撮影（リレーレンズ）法における、リレーレンズと撮像面間距離
■リレーー・レンズ法の原理図
撮影原理図は”付録図３－１”のようになります。対物レンズが結んだ実像をアイピース等で拡大して
カメラの撮像面に投影します。
（アイピース）
付録図３－１
■実際の各パーツの組み合わせ
付録図３－１の原理図どおり確実に接続保持するために付録図３－２のようにアダプターやＴリング、
延長筒といったものを使用します。
アイピースの主点位置
Ｂ
Ａ
Ｃ
フランジバック
D
Ｅ
カメラ
ビクセン NSTアダプター
望遠鏡の
ドローﾁｭｰﾌﾞ側
Ｔ
リ
ン
アイピース
延長筒
Ｆ
付録図３－２
24/30
撮
像
面
おがちゃんまんの趣味で天文
付録３．拡大撮影（リレーレンズ）法における、リレーレンズと撮像面間距離
■拡大率、合成焦点距離、合成Ｆ値を求めるために重要なパラメーター（アイピースと撮像面間距離）
リレー・レンズ法で拡大率を決める重要な情報は、”付録図３－２”におけるＢの距離（アイピースと撮像面間）です。
この距離によって対物レンズによって結んだ実像を拡大する率（拡大率）が決まります。拡大率を求める公式の説明
は別のところで説明してありますので、ここでは拡大率を求めるために必要なパラメーターとしてアイピースと撮像面間
距離（Ｂ）を私の撮影セットについて求めています。
ただし、問題点が一つあります。それはアイピース固有の主点位置が分からないことです。この問題については正確
さに目をつむり、アイピース内のレンズ位置からおおよその主点位置を想定して計測しました。
余談ですが、Ｂの値を延長筒数の増減でコントロールしますが、撮像面上の像のピントを合わせるためには、同時に
リレー・レンズの位置を前後に移動する必要があり、この操作はドローチューブの繰り入れ/出し操作です。
さて、”付録図３－２”においてリレー・レンズ（アイピース）と撮像面間距離をＢとすると、Ｂは以下で求められます。
E
D
C + ( n x
F
A
Ｂ =
+
+
（n=0, 1, 2, 3）
Ａ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆの各実測値は、下表のとおり。
A　（想定含む）
mm
27.0
mm
15.0
mm
30.0
アイピース
Or 18
Or 17
Or 4
Ｄ
Ｔリング
Ｎｉｋｏｎ用
Ｃａｎｏｎ用（AF）
ＯＬＹＭＰＵＳ用
8.5
10.5
9.0
mm
mm
mm
C（フランジバッ
46.5
mm
44.0
mm
46.0
mm
カメラ
Ｎｉｋｏｎ F501、D70s
Ｃａｎｏｎ EOS Kiss X5
ＯＬＹＭＰＵＳ
Ｅ
mm
カメラアダプター
ビクセン NSTアダプター
mm
延長筒
高橋エクステンダーレンズ延長筒
46.0
Ｆ
40.0
【補足】
当資料をＥｘｃｅｌで開いている場合はＢを計算する際に下記が利用できます。
（太枠内で値を選択することでＢが自動計算されます）
E
D
C + ( n x
F
Ｂ
=
+
+
46.0 + 9.0
=
+ 46.0 +
3 x 40.0
= 194 (mm)
-
A
27.0
従って、値Ｂを表でまとめるとＴリングの厚み（Ｄ）やカメラのフランジバック（Ｃ）の違いには影響されず以下のようになります。
リレーレンズ（アイピース）の主点とフィルム面間の距離Ｂ　単位mm（実測値）
ﾊﾞﾘﾁｭｰﾌﾞ数
0
1
2
3
ｱｲﾋﾟｰｽの焦点距離(mm)
高橋Or18
高橋Or7
高橋Or4
74
86
71
114
126
111
154
166
151
25/30
194
206
191
おがちゃんまんの趣味で天文
付録４．太陽面適正露出表
ND400+ND8(露出倍数3,200倍）使用時の適正露出時間（秒）
ISO
6
32
64
100
合成F値
8
1/1600
11
1/800
1/3200
16
1/400
1/1600
1/3200
1/6400
22
1/200
1/800
1/1600
1/3200
32
1/100
1/400
1/800
1/1600
45
1/50
1/200
1/400
1/800
64
1/400
90
1/200
128
1/100
180
1/50
256
1/25
361
1/12
200
400
800
1600
1/6400
1/3200
1/1600
1/800
1/400
1/200
1/100
1/50
1/25
1/6400
1/3200
1/1600
1/800
1/400
1/200
1/100
1/50
1/6400
1/3200
1/1600
1/800
1/400
1/200
1/100
1/6400
1/3200
1/1600
1/800
1/400
1/200
200
400
800
1600
1/6400
1/3200
1/1600
1/800
1/400
1/200
1/100
1/50
1/25
1/12
1/6400
1/3200
1/1600
1/800
1/400
1/200
1/100
1/50
1/25
1/6400
1/3200
1/1600
1/800
1/400
1/200
1/100
1/50
1/6400
1/3200
1/1600
1/800
1/400
1/200
1/100
200
400
800
1600
1/1000
1/500
1/250
1/125
1/60
1/30
1/15
1/8
1/4
1/2
1
2
1/2000
1/1000
1/500
1/250
1/125
1/60
1/30
1/15
1/8
1/4
1/2
1
1/4000
1/2000
1/1000
1/500
1/250
1/125
1/60
1/30
1/15
1/8
1/4
1/2
1/8000
1/4000
1/2000
1/1000
1/500
1/250
1/125
1/60
1/30
1/15
1/8
1/4
（注意）上記表の一部は「天体写真入門」藤井旭著　誠文堂新光社　より抜粋しています。
ND400+ND16(露出倍数6,400倍）使用時の適正露出時間（秒）
ISO
6
32
64
100
合成F値
8
1/800
1/3200
11
1/400
1/1600
1/3200
1/6400
16
1/200
1/800
1/1600
1/3200
22
1/100
1/400
1/800
1/1600
32
1/50
1/200
1/400
1/800
45
1/400
64
1/200
90
1/100
128
1/50
180
1/25
256
1/12
361
ND400+ND400(露出倍数160,000倍）使用時の適正露出時間（秒）
ISO
6
32
64
100
合成F値
8
1/30
1/125
1/250
1/500
11
1/15
1/60
1/125
1/250
16
1/8
1/30
1/60
1/125
22
1/4
1/15
1/30
1/60
32
1/2
1/8
1/15
1/30
45
1
1/4
1/8
1/15
64
2
1/2
1/4
1/8
90
1/4
128
1/2
180
1
256
2
361
4
高橋FC76
合成焦点距離(mm) 合成F値
600
7.9
960
13
1260
17
1500
20
1800
24
450
5.9
拡大率
1.6
2.1
2.5
3.0
0.75
組合せ
鏡筒のみ
エクステンダーレンズ使用
バリチューブ1個構成
バリチューブ2個構成
バリチューブ3個構成
レデューサー使用
26/30
おがちゃんまんの趣味で天文
付録５．【基礎知識】　凸レンズによる像の位置と大きさ（１）
凸レンズによる像の位置と大きさは、物体と凸レンズ間の距離により①～⑥のパターンを
考えることが出来ます。
まず、下図のように、レンズの焦点距離をf、光軸上の焦点位置をF1およびF2、主点をO、
主点Oから焦点距離の２倍の位置をS1およびS2とします。
なお、下記①を除いて、文英堂シグマベスト　くわしい学習辞典「中学理科の精解と資料」　を参考としました。
f
S2
f
f
F2
f
S1
F1
O
レンズ
①　物体が無限遠にあるとき、物体の一点から出た光は、レンズ上のどの部分においても
一定の方角から入射してくる。
斜めに入射する平行光線は焦点面に収束するため、小さな倒立実像がレンズの
反対側の焦点（F1)位置にできる。
f
f
倒立実像
F2
F1
O
参考）斜めに入射する平行光線の収束の仕方については下記を参照
http://www.tagen.tohoku.ac.jp/labo/ishijima/para-04.html
②　物体が凸レンズから焦点距離(f)の２倍以上離れているとき、実物より小さな倒立実像が
レンズの反対側の焦点（F1) と焦点距離の２倍の点(S1)との間にできる。
2f 以上
f
f
実物より小さい
倒立実像
物体
S2
F2
O
F1
27/30
S1
おがちゃんまんの趣味で天文
付録５．【基礎知識】　凸レンズによる像の位置と大きさ（１）
③　物体が焦点距離(f)の２倍の点(S2)にあるとき、実物と同じ大きさの倒立実像が
レンズの反対側の焦点距離の２倍の点(S1)にできる。
2f
2f
実物と同じ大きさ
S2
物体
F2
S1
F1
O
④　物体が焦点(F2)と焦点距離の２倍の点(S2)との間にあるとき、実物より大きな倒立実像が
レンズの反対側の焦点距離の２倍の点(S1)より遠くにできる。
2fより大きい
f より大きく2fより小さい
実物より大きな
S2 物体
⑤
F2
S1
F1
O
物体が焦点(F2)にあるとき、物体の一点から出た光はレンズを通過した後並行に
進むため実像も虚像も出来ない。
f
F2
物体
⑥
O
F1
物体が焦点(F2)の内側にあるとき、物体の一点から出た光はレンズを通過した後
広がりながら進むため何処でも交わらない。そのため実像は出来ない。
しかしF1側から見ると物体ABより大きな虚像(A'B')が見える。
虚像はスクリーンを置いても写らない。
B'
f
B
F2 A' A
虚像物体
O
F1
28/30
おがちゃんまんの趣味で天文
付録６．【基礎知識】　凸レンズによる像の位置と大きさ（２）
下記では物体が光軸上の一点にあるとした場合を図示しています。
①　物体が凸レンズから無限遠にあるとき、倒立実像がレンズの反対側の焦点（F1)位置
にできる。
2f 以上
S2
F2
f
f
S1
F1
O
②　物体が凸レンズから焦点距離(f)の２倍以上離れているとき、実物より小さな倒立実像が
レンズの反対側の焦点（F1)と焦点距離の２倍の点(S1)との間にできる。
2f 以上
物体
S2
F2
f
O
f
F1
S1
③　物体が焦点距離(f)の２倍の点(S2)にあるとき、実物と同じ大きさの倒立実像が
レンズの反対側の焦点距離の２倍の点(S1)にできる。
2f
S2
物体
F2
2f
O
F1
29/30
S1
おがちゃんまんの趣味で天文
付録６．【基礎知識】　凸レンズによる像の位置と大きさ（２）
④　物体が焦点(F2)と焦点距離の２倍の点(S2)との間にあるとき、実物より大きな倒立実像が
レンズの反対側の焦点距離の２倍の点(S1)より遠くにできる。
2fより大きい
f より大きく2fより小さい
S2 物体
⑤
F2
O
F1
S1
物体が焦点(F2)にあるとき、レンズを通過した光は並行に進むため実像も虚像も出来ない。
f
F2
物体
⑥
O
F1
物体が焦点(F2)の内側にあるとき、レンズを通過した光は広がりながら進むため
何処でも交わらない。そのため実像は出来ない。
しかしF1側から見ると実像に対して虚像が見える。虚像はスクリーンを
置いても写らない。
f
F2
物体
O
F1
30/30

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